• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.28.2-28.2
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• 2009

군사적, 산업적 용도로 널리 활용되고 있는 적외선 검출기는 InSb, HgCdTe(MCT)와 같은 물질들을 감지 소자로 사용하고 있다. 현재 가장 많이 사용되는 MCT는 적외선의 전 영역을 감지할 수 있는 장점이 있지만, 대면적 제작이 어려운 단점이 있다. 이에 비해 InSb는 안정적인 재료의 특성, 높은 전하이동도($1.2\times10^6\;cm^2/Vs$) 그리고 대면적 소자 제작의 가능성 등이 높게 평가되어 차세대 적외선 검출소자로 각광 받고 있다. InSb 적외선 수광 소자는 1970년대부터 미국을 중심으로 이온주입, MOCVD 또는 MBE와 같은 다양한 공정을 이용하여 제작되어 왔으며, 앞으로도 군수용 제품을 비롯하여 산업전반에서 더욱 각광을 받을 것으로 예상된다. 하지만 InSb는 77 K에서 0.225 eV의 상대적으로 작은 밴드갭을 갖고 있기 때문에 누설전류로 인한 성능저하가 고질적인 문제로 대두되었고, 이를 해결하기 위한 고품질 절연막 연구가 InSb 적외선 수광 소자 연구의 주요 이슈 중 하나가 되어왔다. PECVD, photo-CVD, anodic oxidation 등의 공정을 이용하여 $SiO_2$, $Si_3N_4$, 양극산화막(anodic oxide) 등 다양한 물질들에 대한 연구가 진행되었고[1,2], 산화막과 반도체 계면에서의 열확산을 억제하여 계면트랩밀도를 최소화하기 위한 연구도 활발히 이루어졌다[3]. 하지만 InSb 소자의 성능개선을 위한 최적화된 산화막에 대한 연구는 여전히 불충분한 실정이다. 본 연구에서는 n형 (100) InSb 기판 (n = 0.2 ~ $0.85\times10^{15}cm^{-3}$ @ 77 K)을 이용하여 양극산화막, $SiO_2$, $Si_3N_4$ 등을 증착하고 절연막으로서 이들의 특성을 비교 분석하였다. 양극산화막은 상온에서 1 N KOH 용액을 이용하여 양극산화법으로 증착하였으며, $SiO_2$, $Si_3N_4$는 PECVD로 $150^{\circ}C$에서 $300^{\circ}C$까지 온도를 변화시켜가며 증착하였다. SEM분석과 XPS분석으로 두께의 균일도와 절연막의 조성, 계면확산 정도를 확인하였으며, I-V와 C-V 커브측정을 통해 각 절연막의 전기적 특성을 평가하였다. 이 분석들을 통해 각각의 공정 조건에 따른 절연막의 상태를 전기적 특성과 관련지어 설명할 수 있었다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.12 no.5
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• pp.218-224
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• 2003

The devices of n-channel poly silicon thin film transistors(TFTs) hydrogenated by plasma, $H_2$ and $H_2$/plasma processes are fabricated. The carriers sensitivity characteristics are analyzed with voltage bias stress at the gate oxide. The parametric sensitivity characteristics caused by electrical stress conditions in hydrogenated devices are investigated by measuring the drain current, threshold voltage($V_{th}$), subthreshold slope(S) and maximum transconductance($G_m$) values. As a analyzed results, the degradation characteristics in hydrogenated n-channel polysilicon thin film transistors are mainly caused by the enhancement of dangling bonds at the poly-Si/$SiO_2$ interface and the poly-Si grain boundary due to dissolution of Si-H bonds. The generation of traps in gate oxide are mainly dued to hot electrons injection into the gate oxide from the channel region.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07c
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• pp.1898-1899
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• 2005

반도체 집적회로 공정에서 사용되는 폴리이미드 포토레지스트(P12723, Dupont)를 감습막으로 사용하는 마이크로 습도센서 소자를 제작하였다. 마이크로 습도센서는 실리콘 웨이퍼 기판 위에 $SiO_2$ 박막을 건식열산화 공정으로 제작하고, Al 박막을 포토리소그라피 공정으로 패터닝 한 IDT (Interdigital Transducer)를 전극 위에 폴리이미드 포토레지스트를 공정변수를 다양하게 조절하면서 감습막으로 제작하였다. 폴리이미드 감습막은 스핀코팅법으로 제작하였으며, 회전수를 조절하여 두께를 변화시켰다. 완성된 마이크로 습도센서 소자의 상대습도 변화$(10{\sim}90% RH)$에 따른 정전용량 값 변화를 항온항습조 내에서 다양한 온도에서 HP4192A Impedance Analyzer를 사용하여 조사함으로써, 폴리이미드 포토레지스트를 사용하는 마이크로 정전용량형 습도센서의 제작 가능성을 검토하였다. 폴리이미드 정전용량형 마이크로 습도센서는 다양한 인가 전원 주파수에서 기준 센서로 사용된 상용 Vaisala Hygrometer와 유사한 감습특성 및 응답특성을 보였다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.8 no.2
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• pp.115-123
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• 1999

A micro-gas sensor with heater and sensing electrode on the same plane was fabricated on phosphosilicate glass(PSG, 800nm)/$Si_3N_4$ (150nm) dielectric membrane. PSG film was provided by atmospheric pressure chemical vapor deposition(APCVD), and $Si_3N_4$ film by low pressure chemical vapor deposition (LPCVD). Total area of the fabricated device was $3.78{\times}3.78mm^2$. The area of diaphragm was $1.5{\times}1.5mm^2$, and that of the sensing layer was $0.24{\times}0.24mm^2$. Finite-element simulation was employed to estimate temperature distribution for a square-shaped diaphragm. The power consumption of Pt heater was about 85mW at $350^{\circ}C$. Tin thin films were deposited on the silicon substrate by thermal evaporation at room temperature and $232^{\circ}C$, and tin oxide films($SnO_2$) were prepared by thermal oxidation of the metallic tin films at $650^{\circ}C$ for 3 hours in oxygen ambient. The film analyses were carried out by SEM and XRD techniques. Effects of humidity and ambient temperature on the resistance of the sensing layer were found to be negligible. The fabricated micro-gas sensor exhibited high sensitivity to butane gas.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.40 no.12
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• pp.17-23
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• 2003

A sensor array (3${\times}$5$\textrm{mm}^2$ in diaphragm dimension) of 12 sensing clements with different operating temperatures was optimized with respect to thermal operation. This sensor array with single heater on a glass diaphragm over back-etched silicon bulk realizes a novel concept of a sensor array: an array of sensor clements operated at different temperatures can yield more information than single measurement. The proposed micro sensor array could provide well-integrated array structure because it had only single heater at the center of the diaphragm and used the various sensing properties of two kinds of metal oxide layers with various operating temperatures.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.11 no.5
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• pp.279-285
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• 2002

Two $SnO_2$ based sensing films(pure $SnO_2$ and $SnO_2$/Pt) and a Pt thin film for temperature sensor on an alumina substrate were designed and fabricated for classifying the indoor environmental gases. By controlling the heating power in the shape of trapezoid, unique four sensing response curves created from both $SnO_2$ film and $SnO_2$/Pt film. Then, various parameters were extracted from sensing response curves and carried out principal component analysis(PCA). The results confirm that a sensor array with the proposed operating mode was extremely effective in classifying indoor environmental gases such as $CO_2$, $C_3H_8$, $C_4H_{10}$.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.6 no.3
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• pp.221-227
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• 1997

The Pd/NiCr gate MISFET-type sensors were fabricated for detecting hydrogen dissolved in high-capacivity transformer oil. To improve stability and high concentration sensitivity of the sensor, Pd/NiCr double catalysis metal gate was used. To reduce the serious gate voltage drift of the sensor induced by hydrogen, the gate insulators of 2 FETs were constructed with double layer of silicon dioxide and silicon nitride. The hydrogen sensitivity of the Pd/NiCr gate MISFET is about a half of Pd/Pt gate MISFET's sensitivity but the Pd/NiCr gate MISFET has good stability and high concentration detectivity up to 1000 ppm.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.37 no.12
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• pp.1135-1139
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• 2000

본 연구에서는 Pt/Sn $O_2$박막의 CO 감지특성을 향상시키기 위하여 표면 형상을 제어하였다. Pt/Sn $O_2$계 박막센서의 최적 동작온도는 175$^{\circ}C$이었다. Pt가 12초 동안 증착된 Sn $O_2$가 200ppm의 CO 가스에 대하여 1.23의 최대감도를 나타내었고, 그 이상의 Pt 증착시간 증가에 따라 Sn $O_2$위의 Pt의 coverage가 증가하여 센서의 감도를 감소시켰다. 다층박막(multi-layer thin film)의 단층의 Pt/Sn $O_2$복합체 위에 다시 Sn $O_2$및 Pt의 cluster 층들을 연속적으로 증착함으로서 제작되었다. 단지 하나의 Pt 층만을 증착한 Sn $O_2$막보다 다층의 Pt/Sn $O_2$막이 더욱 우수한 감도( $R_{air}$/ $R_{co}$=1.72, CO: 200 ppm)를 나타내었다. Pt/Sn $O_2$다층박막의 우수한 감도의 원인은 Pt와 Sn $O_2$사이의 계면적 증대 때문인 것으로 생각되어 진다.다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.36 no.3
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• pp.237-243
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• 1999

스크린 프린팅법을 이용하여 NOX 감지용 WO3 후막형 가스센서를 제조하였다. 본 실험에서는 감지막의 소성 온도에따른 감도변화 및 Ru을 첨가함으로써 감도의 증진을 중점적으로 조사하였다. 또한 NO2 50 ppm하에서 CO, H2, CH4 그리고 i-C4H10등의 가스에 대하여 cross sensitivity를 조사하였다. WO3 가스센서는 소성온도 50$0^{\circ}C$, 작동온도 30$0^{\circ}C$에서 최대감도를 얻었다. 순수한 WO3에 Ru(0.004 wt%)을 첨가시 NO2 및 NO 가스에 대한 감도가 크게 증진되었다. 그러나 순수한 WO3 센서는 Ru(0.004 wt%)이 첨가된 WO3 센서보다 더 우수한 cross sensitivity를 보였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2010.05a
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• pp.549-550
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• 2010